[发明专利]一种小电流接地系统故障测距方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统故障测距技术领域，尤其涉及一种小电流接地系统故障测距方法。

背景技术

小电流接地系统线路故障定位是一个世纪难题，由于系统中大量的配电线路，发生接地故障的几率很大，但是到目前为止对于小电流接地系统只能做到正确选择故障线路，还不能做到正确测量故障距离，这是因为对于小电流接地系统的线路一旦发生接地故障，几乎没有故障电流，传统的故障定位方法无法确定故障距离。这就给现场运行人员正确查找故障点，及时消除故障隐患，提高供电可靠性增加了很大的困难。有时候查找一条供电线路的隐蔽故障可能需要几天的时间。

发明内容

针对上述背景技术中提到现有小电流接地故障无法确定故障距离的不足，本发明提出了一种小电流接地系统故障测距方法。

本发明的技术方案是，一种小电流接地系统故障测距方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：测量保护安装处的电压和电流；

步骤2：在步骤1的基础上得到故障点处的电压表达式；

步骤3：测量电容的电流突变量；

步骤4：根据电容的电流突变量和故障点处的电压表达式，求得电流突变量和故障点处的电压的关系表达式，进而求得接地故障时的故障距离。

所述故障点处的电压表达式为：

其中：

U_f为故障点处的电压；

为保护安装处的电压；

为保护安装处的电流；

x为接地故障时的故障距离；

Z₁为每公里正序阻抗；

k为零序补偿系数；

I_O为零序电流。

所述电流突变量和故障点处的电压的关系表达式为：

其中：

ΔI_c为电容的电流突变量；

Im(·)为变量的虚部；

Re(·)为变量的实部。

所述接地故障时的故障距离的计算公式为：

本发明提出了一种小电流接地系统故障测距方法。利用配电线路分布电容电流的特点测量小电流接地系统接地故障距离，在发生故障后极短的时间内就可以确定故障距离，以利于尽快恢复供电，提高供电可靠性。试验结果表面本发明方法消除了负荷电流和接地电阻对接地距离保护的影响。

附图说明

图1为小电流接地系统接地线路故障示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明涉及电力系统领域中小电流接地系统故障定位的方法。公开了一种小电流接地系统中接地故障定位原理，故障距离通常都是指保护安装处到故障点之间的距离。即电压电流量测量处到故障点之间的距离。当小电流接地系统配电线路发生接地故障时，（如图1所示）保护安装处的电流为电压为接地故障时的故障距离为x、电压为U_f，接地电流为I_f，保护测得电容的电流突变量ΔI_C。因为是故障总是电阻性的，所以有U_f和I_f同相位；因为ΔI_C和I_f相位角相同，所以得出U_f和ΔI_C相位角度相同。

把ΔI_C和U_f变成复数形式，由于两者相位角度相同，得到ΔI_C的虚部和实部之比等于U_f的虚部和实部之比，即：

由此解算出：

由于此方程本身与负荷电流和接地电阻无关，因此可以作为小电流接地系统配电线路发生接地故障时的故障测距元件。理论分析和仿真结果都显示所提原理具有很高的实用性和计算精度。